前文回顾

java 反射机制一：获取Class 类实例、理解ClassLoader读取配置文件操作

文章目录

• 前文回顾
• 前言
• 一、创建运行时类的对象
• 二、获取运行时类的完整结构
• • 1.实现的全部接口
  • 2.所继承的父类
  • 3.全部的构造器
  • 4.全部的方法
  • 5.全部的Field
  • 6.Annotation相关
  • 7.泛型相关
  • 8.类所在的包
• 三、调用运行时类的指定结构
• • 1.调用指定方法
  • 2.调用指定属性
  • 3.调用指定构造器
• 四、反射的应用：动态代理
• • 1.动态代理步骤
  • 2.动态代理与AOP
• 总结

前言

上期我们对 java 的反射机制有了一定的了解，主要是能够掌握 Class 类实例的获取，同时要能够对 ClassLoader 要有一些理解，尤其是读取配置文件的操作要能够掌握。详细的信息可以点击上方的链接查看”☝️

一、创建运行时类的对象

有了Class对象，能做什么？
❤️ 创建类的对象： 调用Class对象的 newInstance() 方法

• 要 求：
  1）类必须有一个无参数的构造器。
  2）类的构造器的访问权限需要足够。

难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗？
不是！只要在操作的时候明确的调用类中的构造器， 并将参数传递进去之后，才可以实例化操作。

• 步骤如下：
  1）通过Class类的 getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes) 取得本类的指定形参类型的构造器。
  2）向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。
  3）通过Constructor实例化对象。
  

/** * 通过反射创建对应的运行时类的对象 */public class NewInstanceTest {    @Test    public void test1() throws InstantiationException, IllegalAccessException { Class<Person> clazz = Person.class; /*  newInstance(): 调用此方法，创建对应的运行时类的对象。内部调用了运行时类的空参构造器   要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求:     1. 运行时类必须提供空参的构造器     2. 空参的构造器的访问权限得够，通常设置为 public   在javabean中，要求提供一个 public 的空参构造器，原因：     1. 便于通过反射，创建运行时类的对象     2. 便于子类继承此运行时类时，默认调用super()时，保证父类有此构造器  */ Person obj = clazz.newInstance(); System.out.println(obj);  // Person{name='null', age=0}    }    // 体会反射的动态性    @Test    public void test2() { for (int i = 0; i < 100; i++) {     int num = new Random().nextInt(3);     String classPath = "";     switch (num) {  case 0:      classPath = "java.util.Date";      break;  case 1:      classPath = "java.lang.Object";      break;  case 2:      classPath = "com.deve.java.Person";      break;     }     try {  Object obj = getInstance(classPath);  System.out.println(obj);     } catch (Exception e) {  e.printStackTrace();     } }    }    /*     创建一个指定类的对象。     classPath：指定类的全类名     */    public Object getInstance(String classPath) throws Exception { Class<?> clazz = Class.forName(classPath); return clazz.newInstance();    }    }

二、获取运行时类的完整结构

1.实现的全部接口

❤️ public Class[] getInterfaces() 确定此对象所表示的类或接口实现的接口。

public class OtherTest {    /*     获取当前运行时类实现的接口     */    @Test    public void test5() { Class clazz = Person.class; Class[] interfaces = clazz.getInterfaces(); for (Class c : interfaces) {     System.out.println(c); } // 获取当前运行时类的父类实现的接口 Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces(); for (Class c : interfaces1) {     System.out.println(c); }    }}

2.所继承的父类

❤️ public Class getSuperclass() 返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型）的父类的Class。

public class OtherTest {/** * 获取当前运行时类的父类 */    @Test    public void test2() { Class clazz = Person.class; Class superclass = clazz.getSuperclass(); System.out.println(superclass);  // class com.atguigu.java1.Creature    }    /*     获取当前运行时类的带泛型的父类     */    @Test    public void test3() { Class clazz = Person.class; Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass(); System.out.println(genericSuperclass);  // com.atguigu.java1.Creature    }}

3.全部的构造器

❤️ public Constructor[] getConstructors() 返回此 Class 对象所表示的类的所有public构造方法。
❤️ public Constructor[] getDeclaredConstructors() 返回此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。
❤️ Constructor类中：

• 取得修饰符: public int getModifiers();
• 取得方法名称: public String getName();
• 取得参数的类型 public Class[] getParameterTypes();

/** * 获取当前运行时类的构造器结构 */public class OtherTest {    @Test    public void test1() { Class clazz = Person.class; // getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器 Constructor[] constructors = clazz.getConstructors(); for (Constructor c : constructors) {     System.out.println(c); } System.out.println(); // getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器 Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors(); for (Constructor c : declaredConstructors) {     System.out.println(c); }    }}

4.全部的方法

❤️ public Method[] getDeclaredMethods() 返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法
❤️ public Method[] getMethods() 返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法
❤️ Method类中：

• public Class getReturnType() 取得全部的返回值
• public Class[] getParameterTypes() 取得全部的参数
• public int getModifiers() 取得修饰符
• public Class[] getExceptionTypes() 取得异常信息

/** * 获取当前运行时类的方法结构 */public class MethodTest {    @Test    public void test1() { Class clazz = Person.class; // getMethods(): 获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法。 Method[] methods = clazz.getMethods(); for (Method m : methods) {     System.out.println(m); } System.out.println(); // getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。（不包含父类中声明的方法） Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods(); for (Method m : declaredMethods) {     System.out.println(m); }    }    /*     @ Xxxx     权限修饰符  返回值类型  方法名  (参数类型1  形参名1, ···)  throws  XxxException {}     */    @Test    public void test2() { Class clazz = Person.class; Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods(); for (Method m : declaredMethods) {     // 1. 获取方法声明的注解     Annotation[] annotations = m.getAnnotations();     for (Annotation a : annotations) {  System.out.println(a);  // @com.atguigu.java1.MyAnnotation(value=hello)     }     // 2. 获取方法的权限修饰符     System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t");     // 3. 获取方法的返回值类型     System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t");     // 4. 获取方法的方法名     System.out.print(m.getName());     System.out.print("(");     // 5. 获取方法的形参列表     Class<?>[] parameterTypes = m.getParameterTypes();     if ( ! (parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)) {  for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {      if (i == parameterTypes.length - 1) {   System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i);   break;      }      System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i + ", ");  }     }     System.out.print(") ");     // 6. 获取方法抛出的异常     Class<?>[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();     if ( exceptionTypes.length != 0) {  System.out.print("throws ");  for (int i = 0; i < exceptionTypes.length; i++) {      if (i == exceptionTypes.length - 1) {   System.out.print(exceptionTypes[i].getName());   break;      }      System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ", ");  }     }     System.out.println(); }    }}

5.全部的Field

❤️ public Field[] getFields() 返回此Class对象所表示的类或接口的public的Field。
❤️ public Field[] getDeclaredFields() 返回此Class对象所表示的类或接口的全部Field。
❤️ Field方法中：

• public int getModifiers() 以整数形式返回此Field的修饰符
• public Class getType() 得到Field的属性类型
• public String getName() 返回Field的名称。

/** * 获取当前运行时类的属性结构 */public class FieldTest {    @Test    public void test1() { Class clazz = Person.class; // 获取属性结构 // getFields():获取当前运行时类及其所有父类中声明为public访问权限的属性 Field[] fields = clazz.getFields(); for (Field f : fields) {     System.out.println(f); } // getDeclaredFields():获取当前运行时类当中声明的所有属性。（不包含父类中声明的属性） Field[] fields1 = clazz.getDeclaredFields(); for (Field f1 : fields1) {     System.out.println(f1); }    }    // 权限修饰符  数据类型  变量名    @Test    public void test2() { Class clazz = Person.class; Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields(); for (Field f : declaredFields) {     // 1. 权限修饰符     int modifiers = f.getModifiers();     System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + "\t");     // 2. 数据类型     Class<?> type = f.getType();     System.out.print(type.getName() + "\t");     // 3. 变量名     String fName = f.getName();     System.out.println(fName); }    }}

6.Annotation相关

❤️ get Annotation(Class annotationClass)
❤️ getDeclaredAnnotations()

public class OtherTest {    /*     获取当前运行时类声明的注解     */    @Test    public void test7() { Class clazz = Person.class; Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations(); for (Annotation annos : annotations) {     System.out.println(annos); }    }}

7.泛型相关

❤️ 获取父类泛型类型： Type getGenericSuperclass()
❤️ 泛型类型： ParameterizedType
❤️ 获取实际的泛型类型参数数组： getActualTypeArguments()

public class OtherTest {    @Test    public void test4() { Class clazz = Person.class; Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass(); ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass; Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();// System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());  // java.lang.String System.out.println(((Class) actualTypeArguments[0]).getName());  // java.lang.String    }}

8.类所在的包

❤️ Package getPackage()

public class OtherTest {    /*     获取当前运行时类所在的包     */    @Test    public void test6() { Class clazz = Person.class; Package aPackage = clazz.getPackage(); System.out.println(aPackage);    }}

1.在实际的操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发。
2.一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。
3.如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。

三、调用运行时类的指定结构

1.调用指定方法

❤️ 通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。步骤：
1.通过Class类的 getMethod(String name,Class…parameterTypes) 方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2.之后使用 Object invoke(Object obj, Object[] args) 进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。

❤️ Object invoke(Object obj, Object … args)
说明：
1.Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null。
2.若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null。
3.若原方法形参列表为空，则Object[] args为null。
4.若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。

❤️ 关于setAccessible方法的使用

• Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。
• setAccessible启动和禁用访问安全检查的开关。
• 参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。

• 提高反射的效率。 如果代码中必须用反射， 而该句代码需要频繁的被调用， 那么请设置为true。
• 使得原本无法访问的私有成员也可以访问

• 参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查

public class ReflectionTest {    /*     如何操作运行时类中指定的方法----需要掌握     */    @Test    public void testMethod() throws InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException { Class clazz = Person.class; // 创建运行时类的对象 Person p = (Person) clazz.newInstance(); // 1. 获取指定的某个方法  getDeclaredMethod():  参数1：指明获取的方法的名称  参数2：指明获取的方法的形参列表 Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class); // 2. 保证当前的方法是可访问的 show.setAccessible(true); // 3. 调用方法的invoke():  参数1：方法的调用者  参数2：给方法形参赋值的实参 // invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。 Object returnValue = show.invoke(p, "CHN"); System.out.println(returnValue); System.out.println("===============如何调用静态的方法==================");// private static void showDesc() Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc"); showDesc.setAccessible(true); // 如果调用的运行时类中的方法没有返回值，则此invoke()返回null Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class); // 或// Object returnVal = showDesc.invoke(null); System.out.println(returnVal);   // null    }}

2.调用指定属性

❤️ 在反射机制中，可以直接通过Field类操作类中的属性，通过Field类提供的 set() 和 get() 方法就可以完成设置和取得属性内容的操作。

• public Field getField(String name) 返回此Class对象表示的类或接口的指定的public的Field。
• public Field getDeclaredField(String name)返回此Class对象表示的类或接口的指定的Field。

❤️ 在Field中：

• public Object get(Object obj) 取得指定对象obj上此Field的属性内容
• public void set(Object obj,Object value) 设置指定对象obj上此Field的属性内容

public class ReflectionTest {    @Test    public void testField() throws Exception { Class clazz = Person.class; // 创建运行时类的对象 Person p = (Person) clazz.newInstance(); // 获取指定的属性：要求此运行时类中的属性是public的 // 通常不采用此方法 Field id = clazz.getField("id"); /*  设置当前属性的值  set():  参数1：指明设置哪个对象的属性   参数2：将此属性设置为多少  */ id.set(p, 1001); /*  获取当前属性的值  get():  参数1：获取哪个对象的当前属性值  */ int pId = (int) id.get(p); System.out.println(pId);    }    /*     如何操作运行时类中指定的属性----需要掌握     */    @Test    public void testField1() throws InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException { Class clazz = Person.class; // 创建运行时类的对象 Person p = (Person) clazz.newInstance(); // 1、getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性 Field name = clazz.getDeclaredField("name"); // 2、保证当前属性是可访问的 name.setAccessible(true); // 3、获取、设置指定对象的属性值 name.set(p, "Tom"); // 获取属性的值 System.out.println(name.get(p));    }}

3.调用指定构造器

public class ReflectionTest {    /*     如何操作运行时类中指定的构造器     */    @Test    public void testConstructor() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException { Class clazz = Person.class; // private Person(String name) // 1. 获取指定的构造器  getDeclaredConstructor(): 参数：指明构造器的参数列表 Constructor declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class); // 2. 保证此构造器是可访问的 declaredConstructor.setAccessible(true); // 3. 调用此构造器创建运行时类的对象 Person per = (Person) declaredConstructor.newInstance("Tom"); System.out.println(per);  // Person{name='Tom', age=0, id=0}    }}

四、反射的应用：动态代理

❤️ 代理设计模式的原理:
使用一个代理将对象包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象。任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。
❤️ 动态代理是指客户通过代理类来调用其它对象的方法，并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象。
❤️ 动态代理使用场合:

• 调试
• 远程方法调用

❤️ 动态代理相比于静态代理的优点：
抽象角色中（接口）声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理，这样，我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。

/** * 静态代理 *  特点：代理类和被代理类，在编译期间就确定下来了。 */interface ClothFactory {    void produceCloth();}// 代理类class ProxyClothFactory implements ClothFactory {    private ClothFactory factory;  // 用被代理类的对象进行实例化    public ProxyClothFactory(ClothFactory factory) { this.factory = factory;    }    @Override    public void produceCloth() { System.out.println("代理工厂做一些准备工作"); factory.produceCloth(); System.out.println("代理工厂做一些收尾工作");    }}// 被代理类class NikeClothFactory implements ClothFactory {    @Override    public void produceCloth() { System.out.println("Nike工厂生产一批运动服");    }}public class StaticProxyTest {    public static void main(String[] args) { // 创建被代理类的对象 NikeClothFactory nike = new NikeClothFactory(); // 创建代理类的对象 ProxyClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nike); // proxyClothFactory.produceCloth();    }}

1.动态代理步骤

2.动态代理与AOP

❤️ 使用Proxy生成一个动态代理时，往往并不会凭空产生一个动态代理，这样没有太大的意义。通常都是为指定的目标对象生成动态代理。
❤️ 这种动态代理在AOP中被称为AOP代理， AOP代理可代替目标对象， AOP代理包含了目标对象的全部方法。但AOP代理中的方法与目标对象的方法存在差异。
❤️ AOP代理里的方法可以在执行目标方法之前、之后插入一些通用处理。

/** * 动态代理 */interface Human {    String getBelief();    void eat(String food);}// 被代理类class SuperMan implements Human {    @Override    public String getBelief() { return "I believe I can fly!";    }    @Override    public void eat(String food) { System.out.println("我喜欢吃" + food);    }}/*   要想实现动态代理，需要解决的问题？   问题1：如何根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及其对象？   问题2：当通过代理类的对象调用方法时，如何动态的去调用被代理类中的同名方法？ */class ProxyFactory {    // 调用此方法，返回一个代理类的对象。解决问题一    public static Object getProxyInstance(Object obj) {  // obj：被代理类的对象 MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(); handler.bind(obj); return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), handler);    }}class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {    private Object obj;  // 需要使用被代理类的对象进行赋值    public void bind(Object obj) { this.obj = obj;    }    // 当我们通过代理类的对象，调用方法 A 时，就会自动的调用如下的方法：invoke()    // 将被代理类要执行的方法 A 的功能就声明在invoke()中    @Override    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { // method：即为代理类对象调用的方法，此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法 // obj：被代理类的对象 Object returnValue = method.invoke(obj, args); // 上述方法的返回值就作为当前类中的invoke()的返回值 return returnValue;    }}public class ProxyTest {    public static void main(String[] args) { SuperMan superMan = new SuperMan(); // proxyInstance：代理类的对象 Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan); // 当通过代理类对象调用方法时，会自动的调用被代理类中同名的方法 String belief = proxyInstance.getBelief(); System.out.println(belief); proxyInstance.eat("香蕉"); System.out.println("==================================="); NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory(); ClothFactory proxyClothFactory = (ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(nikeClothFactory); proxyClothFactory.produceCloth();    }}

总结

例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。

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